Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 10150:2013 Dầu thô - Xác định áp suất hơi: VPCRx (Phương pháp giãn nở)

8. Lấy mẫu

8.1. Các yêu cầu chung

8.1.1. Độ nhạy của các phép đo áp suất hơi phụ thuộc nhiều vào sự thất thoát do bay hơi và những thay đổi về thành phần sinh ra do thất thoát, vì vậy yêu cầu hết sức cẩn thận trong việc lấy mẫu và bảo quản các mẫu. Thực hiện quy trình lấy mẫu dầu thô sống theo ASTM D 3700. Quy trình lấy mẫu dầu thô chết theo TCVN 6777 (ASTM D 4057) nếu ASTM D 3700 không phù hợp.

CHÚ THÍCH 5: Việc lấy mẫu áp dụng theo ASTM D 4177 cũng có thể áp dụng thay thế TCVN 6777 (ASTM D 4057).

8.1.2. Khi tiến hành lấy mẫu theo ASTM D 3700, nếu tổng thể tích mẫu cần dùng cho phép xác định áp suất hơi tính cả lượng dùng cho quy trình súc rửa không lớn hơn 20 mL thì sử dụng xylanh piston nổi có thể tích mẫu tối thiểu bằng 200 mL. Có thể sử dụng các xylanh piston nổi lớn hơn. Áp suất ngược tối thiểu của piston sẽ cao hơn áp suất hơi của mẫu ở nhiệt độ nạp mẫu của khoang đo cộng thêm 100 kPa cho sự dịch chuyển của piston. Áp suất ngược lớn nhất không được vượt quá áp suất đo lớn nhất của bộ chuyển đổi áp suất của thiết bị. Có thể sử dụng không khí nén hoặc khí nén không cháy khác làm tác nhân áp suất ngược. Xylanh piston nổi phải có các điều kiện để khuấy trộn mẫu theo phương pháp cơ học và có van thứ cấp tại đầu vào để súc rửa.

8.1.3. Trong quá trình lấy mẫu và bảo quản mẫu không để các mẫu tiếp xúc với nhiệt độ trên 30 °C khi không cần thiết. Khi bảo quản mẫu trong thời gian dài, thì cần bảo quản tại nơi phù hợp hoặc trong tủ lạnh.

8.1.4. Tiến hành xác định áp suất hơi ngay đối với mẫu đầu tiên lấy từ xylanh sau quá trình súc rửa theo 9.3. Không sử dụng phần mẫu còn lại trong xylanh piston nổi cho quá ba phép xác định lại áp suất hơi.

8.1.5. Trong trường hợp tiến hành kiểm tra kiểm soát chất lượng bằng các hợp chất tinh khiết (xem 11.1), có thể sử dụng các vật chứa mẫu nhỏ hơn không có áp suất.

8.2. Quy trình lấy mẫu

...

...

...

CHÚ THÍCH 6: Các quy định hiện hành về độ chụm được rút ra từ Chương trình thử nghiệm liên phòng (ILS) năm 2005, sử dụng các mẫu trong các xylanh piston nổi dung tích 250 mL (xem 14.3).

8.2.2. Nếu các mẫu được lấy từ các nguồn chứa không có áp suất như bồn chứa, tầu dầu, phuy hoặc vật chứa khác, thì lấy mẫu và mẫu thử theo TCVN 6777 (ASTM D 4057). Có thể sử dụng các vật chứa có thể tích 250 mL hoặc 1 L, các bình này được nạp mẫu đầy từ 70 % thể tích đến 80 % thể tích. Để có được độ chụm tốt nhất (độ tái lập), khuyến cáo nên sử dụng vật chứa có dung tích 1 L.

CHÚ THÍCH 7: Các quy định hiện hành về độ chụm được rút ra từ Chương trình thử nghiệm liên phòng (ILS) năm 2005, sử dụng các mẫu trong các vật chứa bằng thủy tinh màu hổ phách có dung tích 1 L. Tuy nhiên, cũng có thể sử dụng các vật chứa có kích cỡ khác như nêu tại TCVN 6777 (ASTM D 4057) với cùng yêu cầu về thể tích mẫu nạp vào, nếu chấp nhận rằng độ chụm có thể bị ảnh hưởng.

8.3. Chuyển mẫu

8.3.1. Chuyển mẫu từ vật chứa mẫu vào bình đo tại nhiệt độ phòng, đảm bảo nhiệt độ của mẫu cao hơn 5 °C so với điểm đông đặc của mẫu [như xác định theo TCVN 9783 (ASTM D 5853)].

8.3.2. Nếu mẫu được chứa trong xylanh piston nổi có áp suất, áp dụng áp suất ngược cao hơn áp suất hơi của mẫu tại nhiệt độ nạp mẫu cộng thêm tối thiểu 100 kPa cho chuyển động của piston. Áp suất ngược áp dụng không được vượt quá giới hạn lớn nhất của bộ chuyển đổi áp suất sử dụng trong thiết bị xác định áp suất hơi.

8.3.3. Nếu mẫu được chứa trong vật chứa không có áp suất, thì sử dụng ống truyền hoặc ống tiêm để chuyển mẫu vào bình đo.

9. Chuẩn bị thiết bị

9.1. Chuẩn bị thiết bị để vận hành theo hướng dẫn của nhà sản xuất.

...

...

...

9.3. Để tránh nhiễm bẩn cho mẫu thử từ mẫu trước đó hoặc dung môi, súc rửa khoang đo ít nhất ba lần bằng mẫu sẽ đem thử. Mỗi lần súc rửa, cho mẫu vào khoang đo đầy ít nhất đến nửa tổng thể tích khoang đo. Luôn luôn thực hiện quy trình súc rửa này ngay trước khi thực hiện quy trình đo (xem Điều 12).

10. Hiệu chuẩn

10.1. Bộ chuyển đổi áp suất

10.1.1. Thực hiện phép kiểm tra hiệu chuẩn thiết bị chuyển đổi như đối với các phép kiểm tra kiểm soát chất lượng (xem Điều 11). Sử dụng hai điểm tham chiếu để kiểm tra bộ chuyển đổi, áp suất bằng zero (< 0,1 kPa) và áp suất khí quyển xung quanh.

CHÚ THÍCH 8: Tần suất hiệu chuẩn bộ chuyển đổi áp suất có thể khác nhau tùy theo loại thiết bị và tần suất sử dụng. Nên ít nhất sáu tháng một lần thực hiện kiểm tra hiệu chuẩn bộ chuyển đổi áp suất.

10.2. Nối đồng hồ đo McLeod hoặc dụng cụ điện tử đo chân không đã được hiệu chuẩn với nguồn chân không nối với khoang đo (xem Chú thích 7). Tạo chân không cho khoang đo (xem Chú thích 9). Khi dụng cụ đo chân không ghi áp suất nhỏ hơn 0,1 kPa, điều chỉnh núm kiểm soát của bộ chuyển đổi về zero hoặc về số đọc thực tế trên dụng cụ đo chân không theo yêu cầu thiết kế của thiết bị hoặc hướng dẫn của nhà sản xuất.

CHÚ THÍCH 9: Xem Phụ lục A.6.3 của ASTM D 2892 về các chi tiết liên quan đến hiệu chuẩn các dụng cụ điện tử đo chân không và bảo dưỡng đúng đối với đồng hồ đo McLeod.

10.1.3. Mở khoang đo của thiết bị đến áp suất khí quyển, và quan sát giá trị áp suất tương ứng của bộ chuyển đổi. Đảm bảo rằng thiết bị được cài đặt để hiển thị áp suất tổng chứ không phải giá trị được tính toán hoặc hiệu chính. So sánh giá trị áp suất này với giá trị áp suất thu được từ dụng cụ đo áp suất (xem 6.4), là áp suất đối chứng tiêu chuẩn. Dụng cụ đo áp suất sẽ đo áp suất tại chỗ tại cùng độ cao so với mặt biển như thiết bị trong phòng thử nghiệm tại thời điểm so sánh áp suất. Khi thiết bị sử dụng trên toàn bộ dải áp suất, thì thực hiện hiệu chuẩn với sự cân bằng khối lượng chết.

(Cảnh báo - Nhiều khí áp kế hộp, chẳng hạn như các khí áp kế sử dụng tại các trạm khí tượng và sân bay, đã được hiệu chính trước để có các số đọc theo mực nước biển; các loại này không sử dụng để hiệu chuẩn thiết bị).

...

...

...

10.2. Bộ cảm biến nhiệt độ, ít nhất sáu tháng một lần nhiệt kế điện trở platin dùng để kiểm soát nhiệt độ khoang đo phải kiểm tra hiệu chuẩn theo nhiệt kế dẫn suất với Viện Đo lường Quốc gia hoặc cơ quan nhà nước có thẩm quyền.

11. Kiểm tra kiểm soát chất lượng

11.1. Dùng chất lỏng kiểm tra (xem 7.2) biết trước độ bay hơi làm chất kiểm tra độc lập để hiệu chuẩn thiết bị hàng ngày khi sử dụng thiết bị. Đối với các hợp chất tinh khiết, có thể lấy nhiều mẫu thử từ cùng một vật chứa theo thời gian. Bão hòa chất lỏng kiểm tra bằng không khí tại nhiệt độ từ 0 °C đến 1 °C như quy định tại ASTM D 5191 (xem 8.4). Dùng ống truyền hoặc bơm tiêm chuyển chất lỏng kiểm tra vào bình đo. Trong quá trình nạp mẫu, nhiệt độ của chất lỏng kiểm tra bằng từ 0 °C đến 3 °C, và thực hiện quy trình đo theo Điều 12 với tỷ lệ V/L bằng 4:1 và nhiệt độ đo bằng 37,8 °C.

11.2. Bảng 1 cung cấp giá trị chuẩn được chấp nhận (ARV) đối với VPCR₄ (37,8 °C) và các giới hạn độ không đảm bảo đo (ít nhất bằng 95 % khoảng tin cậy) của các chất lỏng chuẩn được thử nghiệm tại Chương trình thử nghiệm liên phòng năm 2003 đối với ASTM D 5191. Thông tin này, kết hợp với giá trị dung sai được khuyến cáo bởi các nhà sản xuất thiết bị, đã được sử dụng để thiết lập phạm vi thử nghiệm chấp nhận được đối với các nhiên liệu chuẩn để kiểm tra hiệu suất của thiết bị.

11.3. Các giá trị thu được trong khoảng phạm vi thử nghiệm chấp nhận được dẫn ra bảng 1 cho thấy rằng thiết bị được thực hiện tại mức có thể chấp nhận được theo tiêu chuẩn này. Nếu nhận được các giá trị nằm ngoài các khoảng phạm vi thử nghiệm chấp nhận được, thì cần kiểm tra chất lượng của (các) hợp chất tinh khiết và tiến hành kiểm tra lại phép hiệu chuẩn thiết bị (xem Điều 10). (Cảnh báo - Việc sử dụng các chất kiểm tra có thành phần đơn chất như nêu tại Bảng 1 thì chỉ chứng tỏ thiết bị được hiệu chuẩn. Cách đó không kiểm tra được độ chính xác của toàn bộ phương pháp thử gồm cả bảo quản mẫu, vì sự thất thoát do bay hơi không làm giảm áp suất hơi của mẫu như xảy ra đối với thất thoát các thành phần nhẹ trong các hỗn hợp nhiều thành phần. Quá trình đo áp suất hơi (bao gồm cả kỹ năng của thí nghiệm viên) có thể phải kiểm tra định kỳ bằng cách thực hiện phép thử này trên các mẫu đã chuẩn bị trước từ cùng một lô sản phẩm theo quy trình nêu tại 8.1.2. Các mẫu phải được bảo quản trong môi trường phù hợp với việc bảo quản lâu dài đảm bảo mẫu không bị xuống cấp. Các kết quả đo các mẫu kiểm soát chất lượng có thể được phân tích bằng kỹ thuật biểu đồ chất lượng (xem tài liệu trích dẫn MNL 7, Manual on presentation of data control chart analysis, “section 3: Control for individuals” 6^th edition, ASTM International, W. Conshohocken, PA).

CHÚ THÍCH 10: Nên có ít nhất một loại chất lỏng kiểm tra xác nhận sử dụng tại 11.1 có áp suất hơi mang tính đại diện cho (các) dầu thô thường xuyên được thử bằng thiết bị này.

12. Cách tiến hành

12.1. Đặt nhiệt độ nạp mẫu tại khoang đo trong khoảng từ 20 °C đến 37,8 °C. Đối với các mẫu dầu thô có điểm đông đặc cao hơn 15 °C, thì đặt nhiệt độ bơm mẫu vào cao hơn nhiệt độ điểm đông đặc của mẫu ít nhất là 5 °C.

12.2. Đặt tỷ lệ V/L đến giá trị mong muốn X:1 đặt tỷ lệ V/L đến 4:1 khi các kết quả thử liên quan đến TCVN 5731 (ASTM D 323).

...

...

...

12.4. Nạp mẫu thử vào khoang đo theo hướng dẫn của nhà sản xuất. Thể tích của mẫu thử phải đủ để sau khi giãn nở đến thể tích cuối cùng thì đạt được V/L theo lập trình.

12.5. Sau khi đóng van đầu vào, làm giãn nở thể tích của khoang đo đến thể tích cuối cùng.

12.6. Cho máy lắc hoạt động trong suốt quá trình đo.

12.7. Điều chỉnh nhiệt độ về nhiệt độ đo [điều chỉnh đến 37,8 °C đối với các kết quả liên quan đến TCVN 5731 (ASTM D 323)]. Nhiệt độ đo không được thấp hơn nhiệt độ điểm đông đặc của mẫu. Ít nhất là 10 °C.

12.8. Đợi đến khi đạt cân bằng nhiệt độ giữa khoang đo và mẫu thử, tiến hành kiểm tra áp suất hơi tổng sau mỗi khoảng thời gian 30 s ± 5 s. Khi ba số đọc liên tiếp không chênh nhau quá 0,3 kPa, thì ghi lại kết quả áp suất hơi là VPCR_x (Tm °C)

13. Báo cáo kết quả

13.1. Báo cáo các kết quả chính xác đến 0,1 kPa và xác định nhiệt độ phép thử và tỷ lệ hơi-lỏng.

VPCR_x(Tm °C) = # #.# kPa         (1)

trong đó

...

...

...

Tm là nhiệt độ đo.

14. Độ chụm và độ chệch

14.1. Độ chụm

Độ chụm của phương pháp thử này được xác định theo phương pháp thống kê các kết quả thử nghiệm liên phòng, như sau:

14.1.1. Độ lặp lại

Sự chênh lệch giữa các kết quả thử liên tiếp thu được do cùng một thí nghiệm viên tiến hành trên cùng một thiết bị trong điều kiện vận hành không đổi, với mẫu thử giống nhau, trong một thời gian dài, với thao tác bình thường và chính xác của phương pháp thử, chỉ một trong hai mươi trường hợp được vượt các giá trị sau:

14.1.1.1. Đối với các mẫu được chứa trong các xylanh piston nổi có áp suất:

V/L = 4 và Tm = 37,8 °C; độ lặp lại = 2,48 kPa (37,8 °C)              (2)

V/L = 0,02 và Tm = 37,8 °C; độ lặp lại = 5,61 kPa (37,8 °C)         (3)

...

...

...

V/L = 4 và Tm = 37,8 °C; độ lặp lại = 2,29 kPa (37,8 °C)  (4)

14.1.2. Độ tái lập

Sự chênh lệch giữa hai kết quả đơn lẻ và độc lập thu được do các thí nghiệm viên khác nhau tiến hành ở những phòng thí nghiệm khác nhau, với mẫu thử giống nhau, trong một thời gian dài, với thao tác bình thường và chính xác theo phương pháp thử, chỉ một trong hai mươi trường hợp được vượt các giá trị sau:

14.1.2.1. Đối với các mẫu được chứa trong các xylanh piston nổi có áp suất:

V/L = 4 và Tm = 37,8 °C; độ lặp lại = 4,26 kPa (37,8 °C)              (5)

V/L = 0,02 và Tm = 37,8 °C; độ lặp lại = 20,3 kPa (37,8 °C)         (6)

14.1.2.2. Đối với các mẫu chứa trong các vật chứa mẫu không có áp suất:

V/L = 4 và Tm = 37,8 °C; độ lặp lại = 5,26 kPa (37,8 °C)              (7)

14.2. Độ chệch

...

...

...

14.3. Độ chệch tương đối so với TCVN 5731 (ASTM D 323)

Độ chệch tương đối có nghĩa về mặt thống kê đã được theo dõi, xem xét đối với dầu thô tại chương trình thử nghiệm liên phòng hẹp năm 2005 giữa VPCR₄ (37,8 °C) thu được khi áp dụng phương pháp này và áp suất hơi thu được khi áp dụng TCVN 5731 (ASTM D 323) (xem Phụ lục A.1).

14.4. Quy định về độ chụm được rút ra từ chương trình hợp tác thử nghiệm liên phòng năm 2005 trong đó có 7 phòng thử nghiệm tham gia và thực hiện trên 6 mẫu dầu thô trong dải áp suất hơi bằng từ 34 kPa đến 117 kPa.

Phụ lục A

(tham khảo)

A.1 Độ chệch tương đối so với TCVN 5731 (ASTM D 323)

A.1.1 Mức thống nhất dự kiến giữa các kết quả VPCR₄ (37,8 °C) đo bằng phương pháp này đối với các mẫu được chứa trong các xylanh piston nổi có áp hoặc các vật chứa không áp loại 1 L và các kết quả áp suất hơi Reid (RPV) đo bằng phương pháp TCVN 5731 (ASTM D 323) dùng cho các vật chứa không áp loại 1 L đã được đánh giá theo ASTM D6708. Các độ chệch riêng của mẫu đã được theo dõi. Độ tái lập của TCVN 5731 (ASTM D 323) đối với các mẫu dầu thô sử dụng trong chương trình thử nghiệm liên phòng năm 2005 đã quy định là R = 9 kPa. Vì sử dụng số lượng mẫu dầu thô ít trong chương trình thử nghiệm liên phòng, nên sự so sánh trực tiếp giữa các kết quả của phương pháp này và TCVN 5731 (ASTM D 323) là chỉ mang tính gợi ý.

A.1.2 Các kết quả áp suất hơi Reid, dựa trên các kết quả VPCR₄ (37,8 °C) thu được theo phương pháp này, có thể dự tính theo phương trình A.1.1.

...

...

...

trong đó

A = 0,834 (đối với các mẫu chứa trong các xylanh piston nổi có áp);

A = 0,915 (đối với các mẫu chứa trong các vật chứa không áp loại 1 L).

A.2 Áp suất hơi của dầu thô theo nhiệt độ

A.2.1 Đối với một số mục đích, ví dụ, vận chuyển và bảo quản, có thể là hữu ích khi đo diễn biến áp suất hơi của dầu thô theo nhiệt độ. Để nhận được các thông tin như vậy tiến hành như sau:

A.2.1.1 Theo các hướng dẫn nêu tại 12.1 - 12.8. Nhiệt độ đo ban đầu được lập trình về nhiệt độ thấp nhất đang quan tâm, nhưng không thấp hơn nhiệt độ nêu tại 12.7.

A.2.1.2 Tăng nhiệt độ đo từng bước đến nhiệt độ cao nhất đang quan tâm, nhưng không cao hơn 100 °C. Mỗi bước được đo theo 12.7 và 12.8.

A.2.1.3 Kết quả được ghi thành dãy các giá trị, hoặc được vẽ log (VPCR_x) theo 1/T, trong đó T là nhiệt độ đo tuyệt đối tính theo °K (°C + 273,2).

...

...

...